專(zhuān)利名稱(chēng)：高強(qiáng)度放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高強(qiáng)度放電(HID)燈，更具體地講涉及具有適于溫度限制的電極的放 電燈。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度放電燈的電極構(gòu)造由為了進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾姌O運(yùn)行而必須同時(shí)滿(mǎn)足的多個(gè)要 求支配。燈必須可靠地啟動(dòng)，且燈必須在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下正確地工作。電極的啟動(dòng)狀態(tài)和穩(wěn)態(tài) 運(yùn)行方式為合適的電極結(jié)構(gòu)設(shè)定了不同的且常常是矛盾的約束條件。
在燈運(yùn)行的啟動(dòng)(即點(diǎn)火)和增亮過(guò)渡階段期間，電極運(yùn)行通過(guò)輝光和具有相差 數(shù)量級(jí)的電流的輝光-電弧過(guò)渡模式。對(duì)于長(zhǎng)期的有用的產(chǎn)品壽命，這些過(guò)渡階段必須盡 可能短，以便降低由于來(lái)自放電等離子體的重型粒子轟擊引起的濺射以及由于電極材料的 接近或者有時(shí)甚至超過(guò)其熔點(diǎn)溫度的過(guò)度的蒸發(fā)率而造成的電極劣化。在電極運(yùn)行的這些 過(guò)渡階段的過(guò)程中，在燈中產(chǎn)生放電等離子體，且大體需要從等離子體到電極有足夠的能 量傳遞。傳遞的能量將電極加熱到高達(dá)一定溫度，在該溫度下，由電場(chǎng)協(xié)助的熱離子電極放 射提供燈的所需接通電流，以使其保持工作，且然后使其進(jìn)入穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。一旦電極被加熱到它們的穩(wěn)態(tài)工作溫度，就必須適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)電極的空間溫度分 布，以在它們與放電等離子體的交界區(qū)域處提供所需的放電電流。另一方面，必須不僅跨越 電極正面而且還沿著電極軸線(xiàn)建立合適的溫度梯度，以避免電極材料的過(guò)度蒸發(fā)，閃爍，電 弧錨點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，以及使電極足點(diǎn)(footprint)過(guò)熱。涉及具有高的接通、增亮和/或穩(wěn)態(tài)工作電流的高強(qiáng)度放電燈的電極，且特別是 用于汽車(chē)應(yīng)用的高強(qiáng)度放電燈的電極的這組要求甚至更苛刻。在用于汽車(chē)應(yīng)用的高強(qiáng)度放 電燈的情況下，存在對(duì)電極軸直徑、電極尖端幾何結(jié)構(gòu)和定位所設(shè)定的額外限制，這些限制 與光學(xué)投影系統(tǒng)(汽車(chē)的頭燈)中的燈的性能有關(guān)。另外，對(duì)“即時(shí)光”產(chǎn)生和“熱重啟”能 力的要求意味著在燈運(yùn)行的啟動(dòng)和增亮過(guò)渡階段期間的強(qiáng)大的燈電流和強(qiáng)大的電極過(guò)載。 在燈增亮期間，大體以70W至90W的功率來(lái)加熱汽車(chē)頭燈，該功率在大約30秒內(nèi)逐漸降低 到35W，以達(dá)到額定的穩(wěn)態(tài)燈功率值和燈運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)果在這個(gè)增亮階段期間，電極主體的 相當(dāng)大部分在與穩(wěn)態(tài)狀態(tài)相比高得多的溫度處運(yùn)行。這會(huì)引起極高的電極足點(diǎn)溫度，而周 圍的放電容器壁溫度較低接近非運(yùn)行的燈的溫度值。在容器壁中、熱的電極足點(diǎn)處以及越 過(guò)此點(diǎn)(即在負(fù)責(zé)使放電容器以真空密閉的方式閉合的密封區(qū)(箍縮密封區(qū))中)的高的 空間和時(shí)間溫度梯度，在包圍電極的密封件的玻璃中引起極高的熱誘導(dǎo)的機(jī)械應(yīng)力水平。 當(dāng)燈被反復(fù)地啟動(dòng)及然后關(guān)閉時(shí)，這些熱誘導(dǎo)的高機(jī)械應(yīng)力會(huì)在這些箍縮或收縮密封區(qū)中 產(chǎn)生裂紋和裂紋傳播。這會(huì)導(dǎo)致形成泄漏槽，且又會(huì)導(dǎo)致?lián)p失放電室的填充氣體和劑量組 分，從而最終使燈不工作。這種短命的燈會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品壽命性能和可靠性，從而使得道路 安全也會(huì)受到不利的影響，而且會(huì)增加車(chē)輛維護(hù)成本。從現(xiàn)有技術(shù)中得知，高強(qiáng)度放電燈的電極通常具有靠近電極尖端的線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。這 種線(xiàn)圈構(gòu)件的任務(wù)一部分是要幫助點(diǎn)火，而一部分是要通過(guò)增強(qiáng)的輻射冷卻，沿著電極的 軸線(xiàn)，且特別是在靠近電極尖端的區(qū)域中，設(shè)定適當(dāng)?shù)妮S向溫度梯度。例如在US 4，105，908公開(kāi)了具有這種線(xiàn)圈布置的金屬鹵化物燈。通過(guò)使用在鎢軸上包括開(kāi)式鎢線(xiàn)圈的電極來(lái)使這種已知的燈的輝光-電弧過(guò)渡加速，該線(xiàn)圈包括兩層復(fù)合線(xiàn)材，該兩層復(fù)合線(xiàn)材通過(guò)以開(kāi)式卷繞的方式在芯體上進(jìn)行過(guò)緊卷繞，且然后將兩層復(fù) 合線(xiàn)材以閉式的方式卷繞在軸上而制成。雖然這種結(jié)構(gòu)會(huì)減小在啟動(dòng)時(shí)的閃爍，且會(huì)縮短 輝光-電弧過(guò)渡時(shí)間，但是所公開(kāi)的線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)放置得相對(duì)較靠近電極尖端，這與由汽車(chē)行 業(yè)為高強(qiáng)度放電燈設(shè)定的可應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)相抵觸。從而，不能在此技術(shù)領(lǐng)域中使用這種已知 的燈。US 4，232，243中公開(kāi)了一種高壓放電燈。這種高壓放電燈的電極優(yōu)選地包括布置 得相對(duì)靠近電極尖端的鎢線(xiàn)圈，該布置具有與以上所述相同的缺點(diǎn)。US 4，893，057中另外公開(kāi)了一種HID燈。這種已知的HID燈結(jié)合了提供電弧到電 極尖端的迅速過(guò)渡的“全金屬”電極。該電極在尖端端部處包括具有閉合地纏繞的線(xiàn)圈的 一定長(zhǎng)度的涂釷鎢線(xiàn)材，從而使得電極尖端的迅速加熱促進(jìn)電弧從線(xiàn)圈裂隙到尖端的迅速 過(guò)渡。再次，線(xiàn)圈相對(duì)靠近電極尖端，且專(zhuān)門(mén)有助于點(diǎn)火，而不是也限制電極足點(diǎn)處的溫度。目前在用于汽車(chē)應(yīng)用的高強(qiáng)度放電燈中使用的電極具有更簡(jiǎn)單的幾何結(jié)構(gòu)。這些 電極在電極軸上不具有線(xiàn)圈構(gòu)件，至少在電弧室內(nèi)部絕對(duì)不具有線(xiàn)圈構(gòu)件。這是因?yàn)檫@些 燈必須符合一些額外的約束條件，這些約束條件基本與其中使用了這些燈的頭燈/投影反 射器的光學(xué)設(shè)計(jì)有關(guān)。與這種光學(xué)考慮有關(guān)的嚴(yán)格的約束條件和這些燈的放電容器的非常 緊湊的幾何結(jié)構(gòu)，一般不允許將額外的構(gòu)件布置在電極軸上的尖端處及靠近該尖端。電極 的軸向溫度分布由以下(三者)之間的功率平衡來(lái)支配與放電等離子體相接的電極尖端 處的輸入功率、電極軸的圓柱形側(cè)表面上的輻射和傳導(dǎo)/對(duì)流冷卻，以及朝向電極足點(diǎn)區(qū) 域的越過(guò)軸截面的傳導(dǎo)功率損失。同樣在本領(lǐng)域中普遍已知的是，可在高工作電流的高強(qiáng)度放電燈的電極上使用線(xiàn) 圈，以降低電極足點(diǎn)處的玻璃壁上的熱負(fù)載。與以上所述的靠近電極軸的尖端而定位的線(xiàn) 圈相反，這種線(xiàn)圈位于放電室的外面，且由放電室的壁材料包圍，即線(xiàn)圈“箍緊”到放電室端 部區(qū)處的玻璃-金屬密封件的大塊玻璃材料中。盡管此線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)具有增大電極足點(diǎn)表面且 從而降低在包圍繞有線(xiàn)圈的電極段的玻璃上的每單位表面的功率負(fù)載方面的優(yōu)點(diǎn)，但是高 強(qiáng)度放電燈產(chǎn)品中不常使用這種線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。關(guān)于此的一個(gè)原因是在包圍玻璃壁中的線(xiàn)圈構(gòu) 件的微通道中有劑量損失。在燈運(yùn)行期間，劑量組分慢慢地自放電室向外遷移，并填充密封 件中的電極上的線(xiàn)圈周?chē)奈⑼ǖ?。這種劑量遷移的結(jié)果是燈參數(shù)的逐漸改變。這是因?yàn)?電弧室中的劑量的量及其溫度(“冷點(diǎn)溫度”)是確定燈的電氣參數(shù)和光學(xué)參數(shù)(特別是金 屬鹵化物燈的顏色性能和光通量)的重要因素。由微通道中的顯著的劑量損失所引起的燈 性能的這種逐漸-且常常很迅速-的改變是無(wú)法接收的。包圍密封件中的電極上的線(xiàn)圈的微通道中的劑量損失的另一個(gè)結(jié)果是微通道中 的劑量貯存的積聚。因?yàn)槔缃饘冫u化物劑量成分的熱膨脹系數(shù)可以比包圍通道的石英玻 璃的熱膨脹系數(shù)大出數(shù)量級(jí)，所以可能會(huì)由于石英玻璃和貯存中的金屬鹵化物劑量成分之 間的這種熱膨脹不匹配引起的機(jī)械應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。最后，燈可能會(huì)變得泄漏和不工作，或 者甚至可破裂。因此，特別需要提供一種具有這樣的電極的高強(qiáng)度放電燈該電極通過(guò)沿著放電 容器內(nèi)的電極軸的增強(qiáng)的散熱(主要是通過(guò)輻射，以及額外地通過(guò)經(jīng)由放電容器中的周?chē)?的放電氣體和蒸氣進(jìn)行的對(duì)流/傳導(dǎo))來(lái)限制電極足點(diǎn)的溫度。還需要比具有嵌入式線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單的足點(diǎn)溫度限制結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步需要提供具有在指向放電容器的中心區(qū)域的電 極尖端部分附近沒(méi)有額外元件的電極結(jié)構(gòu)的這種燈。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種高強(qiáng)度放電燈，其包括_具有包圍 放電空間的壁的放電容器；-包含在所述空間中的可電離材料；以及-至少兩個(gè)電極，該 至少兩個(gè)電極各自具有嵌入部分和自放電容器的壁延伸且以電極的尖端結(jié)束的電極軸， 電極布置在所述空間中，以在所述尖端之間建立電弧；其中，電極的電極軸其中各個(gè)都包 括_布置在電極的嵌入部分和尖端之間的增厚部分；-在嵌入部分和增厚部分之間延伸 的第一軸段，該第一軸段具有第一長(zhǎng)度和第一軸直徑；以及-在電極的增厚部分和尖端之 間延伸的第二軸段，該第二軸段具有第二長(zhǎng)度和第二軸直徑；并且，其中增厚部分具有大 于第一軸直徑和第二軸直徑中的任何一個(gè)的總直徑，從而具有分別高于第一軸段的比表面 (specific surface)和第二軸段的比表面的比表面，且布置成以便限制由散熱引起的在內(nèi) 壁處的電極軸溫度；以及增厚部分離內(nèi)壁具有最小為第一軸直徑的至少50%的距離，第二 軸段的長(zhǎng)度是第二軸直徑的至少100%，而第一長(zhǎng)度至多等于第二長(zhǎng)度。 可在具有高的接通、增亮和/或穩(wěn)態(tài)工作電流的高強(qiáng)度放電燈中優(yōu)選地使用所提 出的電極結(jié)構(gòu)。所提出的電極幾何結(jié)構(gòu)可特別適用于汽車(chē)應(yīng)用的高強(qiáng)度放電燈。本發(fā)明具 有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，即布置成靠近內(nèi)壁的增厚部分確保了對(duì)電極的足點(diǎn)的有效冷卻， 同時(shí)電極軸的剩余部分不受影響，從而允許其用于不希望在電極尖端周?chē)蓄~外元件的應(yīng) 用中。


現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述，其中圖1是高強(qiáng)度放電燈的一個(gè)優(yōu) 選實(shí)施例的縱截面圖；圖2是圖1所示的電極結(jié)構(gòu)的放大的示意性截面圖；以及圖3至10 是電極結(jié)構(gòu)的另外的優(yōu)選實(shí)施例的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式首先參看圖1和2，顯示了具有電極結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例性實(shí)施例的高強(qiáng)度放電燈1。 高強(qiáng)度放電燈1包括具有包圍放電空間的壁2的放電容器和包含在所述空間中的可電離材 料。至少兩個(gè)電極3布置在燈中，電極3各自具有借助于放電容器的箍縮密封或收縮 密封區(qū)5優(yōu)選地密封到壁2中的嵌入部分4。電極3還具有自?xún)?nèi)壁2延伸到尖端7的電極 軸6。電極布置在放電空間中，以在尖端7之間建立電弧。電極3的電極軸6其中各個(gè)包括_在電極3的嵌入部分4和尖端7之間的增厚 部分20 ；-在嵌入部分4和增厚部分20之間延伸且具有第一長(zhǎng)度X和第一軸直徑Dl的第 一軸段11 ；以及-在電極3的增厚部分20和尖端7之間延伸且具有第二長(zhǎng)度Y和第二軸 直徑D2的第二軸段12。增厚部分優(yōu)選地形成為布置在電極軸6上的線(xiàn)圈。假定Dl和D2不一定要彼此不同，增厚部分20具有大于第一軸直徑Dl和第二軸 直徑D2中的任何一個(gè)的總直徑D。因?yàn)樵龊癫糠?0具有較大的直徑，所以增厚部分20還 具有高于第一軸段11和第二軸段12的比表面的比表面。在此上下文中，總直徑表示完全 圍繞的直徑，即與電極軸平行且包圍增厚部分20的最小的虛擬圓柱體的直徑。在此上下文 中，比表面意思是給定電極段的段表面/段長(zhǎng)度的比率。由于增厚部分20的較高的比表面， 所以增厚部分20會(huì)限制由散熱(主要是由輻射，且另外是由通過(guò)周?chē)鷼怏w和放電容器中的 蒸氣發(fā)生的對(duì)流/傳導(dǎo))引起的在內(nèi)壁2處(即在電極足點(diǎn)處)的電極軸6溫度。為了實(shí)現(xiàn)所提出的電極結(jié)構(gòu)的期望作用，增厚部分20不準(zhǔn)接觸放電容器的內(nèi)壁2，但必須優(yōu)選地布置成靠近內(nèi)壁2。這樣，借助于電極軸6的增強(qiáng)的散熱，即借助于在放電 容器端部部分處的容器壁2和較熱的電極軸6之間的增強(qiáng)的熱交換，來(lái)實(shí)現(xiàn)電極足點(diǎn)的局 部溫度限制，而不會(huì)對(duì)增厚部分20周?chē)谋?產(chǎn)生任何負(fù)面的、集中過(guò)熱作用。我們的實(shí) 驗(yàn)顯示，增厚部分20應(yīng)當(dāng)與內(nèi)壁2隔開(kāi)最小為第一軸直徑Dl的至少50%的距離。在此上 下文中，最小距離意思是從增厚部分的最靠近內(nèi)壁2的點(diǎn)到內(nèi)壁2的距離。這種最小距離 將消除與壁2和增厚部分20的不必要的接觸有關(guān)的可制造性和定位精確性考慮，同時(shí)仍然 確保電極足點(diǎn)的局部溫度限制功能。另外，增厚部分20應(yīng)當(dāng)與電極的尖端7間隔開(kāi)，以便 確保靜電弧，即，以便避免由尖端7和增厚部分20之間的弧“跳”造成的閃爍作用。我們的 實(shí)驗(yàn)顯示，如果第二軸段的長(zhǎng)度Y為第二軸直徑D2的至少100%，則會(huì)避免閃爍作用。為了 電極足點(diǎn)的局部溫度限制，且為了電極尖端7處的電弧穩(wěn)定性，以及為了使放電容器的中 心區(qū)域沒(méi)有額外的電極構(gòu)件，第一長(zhǎng)度X應(yīng)當(dāng)至多等于第二長(zhǎng)度Y。
因此，所提出的電極結(jié)構(gòu)在電極軸上具有增厚部分20。增厚部分20優(yōu)選地形成為 設(shè)置在電極軸上的線(xiàn)圈元件。但是，與現(xiàn)有技術(shù)的電極結(jié)構(gòu)相反，此增厚部分20全部位于 電弧室內(nèi)部，且根本不與放電容器壁進(jìn)行任何直接接觸。增厚部分20必須放置得盡可能靠 近電極足點(diǎn)。這樣，就可以消除如一般的現(xiàn)有技術(shù)的論述中所描述的、具有由放電容器的壁 材料覆蓋的線(xiàn)圈的電極結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。從而可避免在線(xiàn)圈周?chē)牟Ａ?金屬密封件中產(chǎn)生和 傳播微裂紋。同時(shí)，電極軸6的足點(diǎn)的溫度被限制，即電極軸6通過(guò)增厚部分的表面上的主要 輻射性功率損失而被高效地冷卻。在燈的啟動(dòng)和增亮階段期間，該主要輻射性冷卻作用是 最高效的，此時(shí)電極軸6的溫度由于電極的電流過(guò)載而在增厚部分的區(qū)域中也高得多。這 樣，對(duì)于所提出的電極結(jié)構(gòu)，降低了在電極足處的放電室壁上的熱負(fù)載，因?yàn)槭雇ㄟ^(guò)電極軸 6朝足點(diǎn)傳導(dǎo)的功率降低了增厚部分20上的主要輻射性功率損失的量。另一方面，由于所提出的電極結(jié)構(gòu)的增厚部分20是與電極的尖端7間隔開(kāi)的，所 以電極軸6的正面的溫度在燈的穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)下基本不受增厚部分20的影響。這與現(xiàn)有 技術(shù)的結(jié)構(gòu)相反，在現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，線(xiàn)圈定位成靠近電極軸的尖端區(qū)域。除了未改變的 電極尖端溫度分布之外，所提出的結(jié)構(gòu)還可以容易地滿(mǎn)足與電極的尖端部分有關(guān)的光學(xué)限 制，因?yàn)榭拷舛说碾姌O軸的幾何結(jié)構(gòu)不受增厚部分20的影響。增厚部分20的尺寸必須進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便滿(mǎn)足對(duì)電極足點(diǎn)處和電極尖端處的溫度 所設(shè)定的同時(shí)的要求、對(duì)電極尖端區(qū)域的幾何限制，以及可制造性和定位精確性限制。增厚 部分20必須在啟動(dòng)和增亮階段期間確保高的所需的(主要)輻射性功率損失，以及在穩(wěn)態(tài) 狀態(tài)期間確保降低了更多的最優(yōu)消散功率損失。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第二長(zhǎng)度為第二軸直徑D2的至少150%，優(yōu)選為其至少 200%。這個(gè)離尖端7的間隔使能夠更加集中地冷卻電極足點(diǎn)，同時(shí)在尖端7周?chē)碾姌O參 數(shù)受更小的影響。在所描繪的實(shí)施例中，通過(guò)應(yīng)用沿著其長(zhǎng)度具有一致的直徑的電極軸6，第一軸直 徑Dl和第二軸直徑D2是相等的。然而，Dl和D2也可以是不相同的，同時(shí)增厚部分20總 是具有大于第一軸直徑Dl和第二軸直徑D2中的任何一個(gè)的總直徑D。增厚部分還可在電極軸6上形成為準(zhǔn)軸向?qū)ΨQ(chēng)(axiallyquasi-symmetric)的主 體。圖3至10描繪了電極軸6上的準(zhǔn)軸向?qū)ΨQ(chēng)的主體的示例性實(shí)施例。該主體可單獨(dú)地制造且例如通過(guò)焊接將其固定在電極軸6上，或者該主體可與電極軸6整體地制造。該主 體可具有加肋的或不平坦的表面，以便進(jìn)一步增大比表面，從而產(chǎn)生電極足點(diǎn)的更加有效 率的冷卻。增厚部分21可為圓柱形主體，如圖3所示。圖4中描繪了設(shè)有圓肋31的圓柱 形增厚部分22。該主體還可具有球形、橢圓形或圓錐形形狀。圖5中顯示了具有橢圓形主 體的增厚部分23。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，增厚部分的主體具有朝壁2漸縮的形狀，該漸縮的 形狀優(yōu)選地遵從放電容器的內(nèi)壁2的形狀。圖6和7分別以夸大的形式顯示了這種增厚部 分24和25。必須以這樣的方式來(lái)選擇增厚部分24和25的尺寸即避免電弧管本身的任 何可制造性問(wèn)題，例如增厚部分24和25必須在對(duì)容器的端部區(qū)進(jìn)行密封之前，裝配和滑入 放電容器的端部區(qū)的孔中。圖6中的增厚部分24具有橢圓截面的形狀，其具有基本平行于 放電容器的內(nèi)壁2而延伸的外壁。圖7中的增厚部分25設(shè)有圓肋32，圓肋32的邊緣基本 遵從放電容器的內(nèi)壁2的形狀，即壁2和肋32的邊緣之間的距離對(duì)于所有的肋32差不多 相同。這些實(shí)施例具有兩個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)。第一，增厚部分24、25以基本均勻的方式加熱壁 2，從而避免放電容器的局部過(guò)熱。第二，增厚部分24、25可布置成盡可能地靠近壁2，同時(shí) 提供最大可能的比表面，從而確保高的散熱效率，且使放電容器的中心區(qū)沒(méi)有任何額外的 電極元件。這在例如汽車(chē)應(yīng)用中是非常重要的，在汽車(chē)應(yīng)用中，可適用的標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)禁止在 燈的中心區(qū)域中添加特殊的電極元件。在又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，增厚部分形成為電極軸6上的線(xiàn)圈，該線(xiàn)圈優(yōu)選地焊接 到電極軸上，更優(yōu)選地熔融到電極軸上。圖8中可以看到這種熔融增厚部分26。借助于焊 接或熔融結(jié)構(gòu)，增厚部分26和電極軸6的接觸表面之間的熱傳遞得到提高，而且實(shí)現(xiàn)了更 加剛性的構(gòu)造。如圖9所描繪，形成增厚部分27的線(xiàn)圈可為多層線(xiàn)圈，優(yōu)選地在其面向尖 端的一側(cè)上比在其面向嵌入部分4的一側(cè)上具有更多層的繞線(xiàn)。增厚部分可以與在電極尖 端7處形成現(xiàn)有技術(shù)的線(xiàn)圈基本相同的方式，在電極軸6的表面周?chē)浅Ｈ菀椎匦纬蔀榫€(xiàn) 圈。漸縮的線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)具有與圖6和7的實(shí)施例相似的優(yōu)點(diǎn)。以上所述的電極結(jié)構(gòu)的實(shí)施例允許將現(xiàn)有技術(shù)的電極制造技術(shù)應(yīng)用于電極尖端。 如圖10所描繪，除了增厚部分20之外，第二軸段12可在尖端處設(shè)有另外的加厚部33。另 外的加厚部33優(yōu)選地形成為從現(xiàn)有技術(shù)中已知的線(xiàn)圈，該線(xiàn)圈可焊接到第二軸段12上，更 優(yōu)選地熔融到第二軸段12上，并且甚至可成形為例如球形。該另外的加厚部33可與增厚 部分的任何實(shí)施例一起使用。電極軸和增厚部分可由現(xiàn)有技術(shù)中使用的任何合適的材料制成。具有添加劑(比 如，例如Th02、稀土氧化物)的鶴，或者無(wú)添加劑的鶴，或者包含例如鉀、鋁和/或硅的鎢合 金，都適合用于電極軸和增厚部分兩者。對(duì)于增厚部分，也可使用具有較低的熔融溫度的材 料，例如鉬、錸、鋨和/或其具有或沒(méi)有鎢作為額外的合金添加劑的合金。以上所述的電極構(gòu)造特別適于具有高的接通、增亮和/或穩(wěn)態(tài)工作電流的高強(qiáng)度 放電燈，且更尤其適于用于汽車(chē)應(yīng)用的高強(qiáng)度放電燈。所提出的電極構(gòu)造提供了改進(jìn)的可 靠性和較長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命。通過(guò)降低電極足點(diǎn)處的放電容器的壁上的熱負(fù)載，從而降低在燈 被反復(fù)地打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)在包圍電極的放電容器的壁中產(chǎn)生和傳播裂紋的可能性，來(lái)實(shí)現(xiàn)這 些益處。包括最佳模式的本書(shū)面描述使用實(shí)例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，而且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。本發(fā)明的可授予專(zhuān)利的范圍由權(quán)利要求書(shū)限定，且可包括本領(lǐng)域技 術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這樣的其它實(shí)例具有無(wú)異于權(quán)利要求書(shū)的字面語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)元 素，或者如果它們包括具有與權(quán)利要求書(shū)的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元素，則這 樣的其它實(shí)例意圖處于權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種高強(qiáng)度放電燈(1)，包括-具有包圍放電空間的壁(2)的放電容器；-包含在所述空間中的可電離材料；以及-至少兩個(gè)電極(3)，所述至少兩個(gè)電極(3)各自具有嵌入部分(4)和自所述放電容器的壁(2)延伸且以所述電極(3)的尖端(7)結(jié)束的電極軸(6)，所述電極(3)布置在所述空間中，以在所述尖端(7)之間建立電弧；其中，所述電極(3)的所述電極軸(6)中的各個(gè)包括-布置在所述電極(3)的所述嵌入部分(4)和所述尖端(7)之間的增厚部分(20-27)；-在所述嵌入部分(4)和所述增厚部分(20-27)之間延伸的第一軸段(11)，所述第一軸段(11)具有第一長(zhǎng)度(X)和第一軸直徑(D1)；以及-在所述電極(3)的所述增厚部分(20-27)和所述尖端(7)之間延伸的第二軸段(12)，所述第二軸段(12)具有第二長(zhǎng)度(Y)和第二軸直徑(D2)；其特征在于所述增厚部分(20-27)具有大于所述第一軸直徑和第二軸直徑(D1，D2)中的任何一個(gè)的總直徑(D)，從而具有分別高于所述第一軸段的比表面和所述第二軸段的比表面的比表面，并且被布置成以便限制由散熱引起的、所述內(nèi)壁(2)處的所述電極軸(6)的溫度；以及所述增厚部分(20-27)離所述內(nèi)壁(2)具有最小為所述第一軸直徑(D1)的至少50％的距離，所述第二軸段(12)的長(zhǎng)度(Y)是所述第二軸直徑(D2)的至少100％，且所述第一長(zhǎng)度(X)至多等于所述第二所述長(zhǎng)度(Y)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述第二長(zhǎng)度(Y)為所述第二軸 直徑(D2)的至少150%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述第二長(zhǎng)度(Y)為所述第二軸 直徑(D2)的至少200%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述第一軸直徑(Dl)和所述第 二軸直徑(D2)彼此相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述增厚部分(20-27)形成為準(zhǔn) 軸向?qū)ΨQ(chēng)的主體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述準(zhǔn)軸向?qū)ΨQ(chēng)的主體具有加 肋的表面，以進(jìn)一步增大其比表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述準(zhǔn)軸向?qū)ΨQ(chēng)的主體具有球 形、圓柱形、橢圓形或圓錐形形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述準(zhǔn)軸向?qū)ΨQ(chēng)的主體具有漸 縮的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述準(zhǔn)軸向?qū)ΨQ(chēng)的主體的所述 漸縮的形狀遵從所述放電容器的內(nèi)壁(2)的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述增厚部分(20，26，27)形成 為所述電極軸(6)上的線(xiàn)圈。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述線(xiàn)圈焊接或熔融到所述 電極軸(6)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述線(xiàn)圈是多層線(xiàn)圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述線(xiàn)圈在面向所述尖端(7) 的一側(cè)上比在面向所述嵌入部分(4)的一側(cè)上具有更多層的繞線(xiàn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述第二軸段(12)在所述尖端 (7)處設(shè)有另外的加厚部(33)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的高強(qiáng)度放電燈，其特征在于，所述另外的加厚部(33)形成 為焊接或熔融到所述電極軸(6)上的線(xiàn)圈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度放電燈，包括放電容器；可電離材料；以及各自具有嵌入部分和電極軸的至少兩個(gè)電極。電極的電極軸中的各個(gè)包括布置在嵌入部分和尖端之間的增厚部分；在嵌入部分和增厚部分之間延伸的第一軸段，第一軸段具有第一長(zhǎng)度和第一軸直徑；在電極的增厚部分和尖端之間延伸的第二軸段，第二軸段具有第二長(zhǎng)度和第二軸直徑。增厚部分具有大于第一軸直徑和第二軸直徑中任一個(gè)的總直徑，從而具有分別高于第一軸段的比表面和第二軸段的比表面的比表面，且布置成以便限制由散熱引起的在內(nèi)壁處的電極軸溫度。增厚部分離內(nèi)壁具有最小為第一軸直徑的至少50％的距離，第二軸段長(zhǎng)度是第二軸直徑的至少100％，且第一長(zhǎng)度至多等于第二長(zhǎng)度。
文檔編號(hào)H01J61/073GK101866812SQ20101000383
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者A·博羅茨基, C·霍爾瓦特 申請(qǐng)人:通用電氣公司